electricida y magnetismo



Carrera:
Ingeniería en sistemas computacionales
Ciclo:
IV
Curso
Electricidad y magnetismo
Nombre del módulo:
Módulo. 1 Electrostática.
Tema:
Tema 1.1Ley de Coulomb
Tema 1.2 Campo eléctrico
Tema 1.3 Ley de Gauss
Tema 1.4Potencial eléctrico

Nombre:
Instrucción: Resuelve los siguientes ejercicios que corresponde a Ley de Gauss, potencial eléctrico, energía potencial ycapacitores. Guarda tu archivo Tarea1TuprimernombreTuprimerapellido.doc y súbelo como tarea.
Ejercicios
Ley de Gauss y potencial eléctrico
1. Calcular la fuerza que existe entre las cargas q1 = - 120 μ C y q2 = - 13 μ C, las cuales están separadas una distancia de 15 cm, y determina si la fuerza es de atracción o de repulsión.

Fe= 8.9874*10ˆ9 (
Fe=(8.9874*10ˆ9)*(69333.33333)
En este caso dan como resultado cargas repulsivas
Fe=6.231264*10ˆ14 c


2. Calcular la fuerza entre las cargas q1 = + μ5 C, q2 = - 3 μ C, las cuales están separadas una distancia de 15 cm, y determina si la fuerza es de atracción o de repulsión.

Fe= 8.9874*10ˆ9 (
Fe= (8.9874*10ˆ9)*(69333.33333)
En este caso dan como resultado cargas repulsivasFe=6.231264*10ˆ14 c



3. Calcular la fuerza entre las cargas q1 = + 3 μ C, q2 = - 5 μ C, las cuales están separadas una distancia de 0.15 m, y determina si la fuerza es de atracción o de repulsión.


Fe=8.9874*10ˆ9 (
Fe=(8.9874*10ˆ9)*(-666.666667)
En este caso como sin signos diferentes experimentara cargas atractivas
Fe= - 5.9916*10^12c



4. Supón que se tienen trescargas puntuales localizadas en los vértices de un triángulo recto, como se muestra en la figura, donde q1 = -80 μ C, q2 = 50 μ C y q3 = 70 μC, distancia AC = 30 cm, distancia AB = 40 cm. Calcular la fuerza sobre la carga q3 debida a las cargas q1 y q2.

Resultado
Las direcciones de las fuerzas sabemos coinciden con las líneas que unen a cada par de cargas puntuales. La fuerza que q1 ejerce sobreq3, F31, es de atracción. La fuerza que q2 ejerce sobre q3, F32, es de repulsión. Así, las fuerzas F31 y F32 tienen las direcciones que se indican. La separación entre q3 y q1 se obtiene de (CB)2 = (AC)2 + (AB)2 = (0.3 m)2 + (0.4 m)2, de donde CB = 0.5 m.
Las magnitudes de tales fuerzas son:

F31 = [(9x109 Nm2 /C2)(80x10-6 C)(70x10-6 C)]/ (0.5 m)2 
= 201.6 N


F32 = [(9x109 Nm2 /C2)(50x10-6 C)(70x10-6 C)]/ (0.3 m)2 
= 350 N

Conviene disponer ejes coordenados xy tal como se indica en la figura, con el origen en la carga donde deseamos calcular la fuerza resultante, en este caso en q3.

Llamando F3 a la fuerza resultante sobre q3, entonces F3
= F31 + F32 . Luego, en términos de componentes x e y :


F3x = F31x + F32x
F3y = F31y + F32y
F31x = F31cos = (201.6 N)x(40/50) =161.3 N ; F31y 
= - F31sen = -201.6x30/50 = -121 N
F32x = 0 ; F32y = F32 = 350 N
F3x = 161.3 N + 0 = 161.3 N ; F3y = -121 N + 350 N = 229 N
La magnitud de la fuerza neta F3 se obtiene de (F3)2
= (F3x)2 + (F3y>)2, resultando F3 = 280 N. El ángulo de esta fuerza se obtiene de tg = F3y/ F3x= 229/161.3
= 1.42 ==> = 54.8º.

5. Dos cargas eléctricas puntuales positivas, de 3 μ C y 5 μ C seencuentran separadas una distancia de 1 cm en el vacío. Calcula:
a) La fuerza con que se repelen.
b) La intensidad del campo creado por la primera en el punto donde se encuentra la segunda.

6. El campo eléctrico originado por dos cargas iguales del mismo signo separadas una cierta distancia, ¿puede ser nulo en algún punto? En caso afirmativo, indica dónde se encontrará situado. Si el valor de lascargas es diferente, ¿estará este punto más cerca de la carga mayor o de la menor? ¿Y si las cargas son de distinto signo?
Si y solo si son iguales y del mismo signo el campo se anula.
Si cumple con lo anterior el punto de anulación es a la mitad de la distancia que los separa.
las cargas son diferentes valores el campo eléctrico estaría mar cerca de la de menor valor.
Si las cargas son...